Реостат электрический. Реостат: устройство, принцип работы и применение в электрических цепях

Что такое реостат и как он устроен. Для чего используется реостат в электрических цепях. Какие виды реостатов существуют. Как правильно подключать и использовать реостат.

Что такое реостат и его назначение в электрической цепи

Реостат — это регулируемое сопротивление, позволяющее плавно изменять силу тока и напряжение в электрической цепи. Основное назначение реостата — регулировка параметров тока без разрыва цепи.

Принцип действия реостата основан на изменении длины проводника, включенного в цепь. При увеличении длины проводника его сопротивление возрастает, что приводит к уменьшению силы тока. И наоборот, уменьшение длины проводника снижает сопротивление и увеличивает ток в цепи.

Устройство и принцип работы реостата

Простейший реостат состоит из следующих основных элементов:

• Проволока с высоким удельным сопротивлением (нихром, константан)
• Каркас, на который намотана проволока
• Ползунок для изменения длины включенного участка проволоки
• Клеммы для подключения к электрической цепи

Проволока наматывается на изолирующий каркас (керамический цилиндр). Поверх намотки располагается токопроводящая шина с ползунком. При перемещении ползунка изменяется длина участка проволоки, включенного в цепь, что позволяет регулировать сопротивление.

Виды реостатов и их особенности

Существует несколько основных видов реостатов:

• Ползунковые — с подвижным контактом, скользящим по обмотке
• Рычажные — с переключением между контактами рычагом
• Дисковые — с вращающимся диском для регулировки
• Жидкостные — с изменением уровня электролита
• Угольные — на основе угольных стержней или пластин

Ползунковые реостаты наиболее распространены благодаря простоте конструкции и удобству регулировки. Жидкостные обеспечивают наиболее плавное изменение сопротивления.

Применение реостатов в электротехнике и электронике

Реостаты широко применяются в различных областях электротехники и электроники:

• Регулировка яркости освещения
• Управление скоростью вращения электродвигателей
• Настройка громкости в аудиотехнике
• Ограничение пусковых токов электродвигателей
• Регулировка тока в зарядных устройствах
• Балластные сопротивления в сварочных аппаратах

В современной электронике функции реостатов часто выполняют полупроводниковые регуляторы. Однако в силовой электротехнике реостаты по-прежнему широко используются.

Правила подключения реостата в электрическую цепь

При подключении реостата в электрическую цепь необходимо соблюдать следующие правила:

1. Реостат включается последовательно с нагрузкой
2. Номинальный ток реостата должен соответствовать току цепи
3. Сопротивление реостата выбирается с запасом по отношению к требуемому диапазону регулирования
4. Подвижный контакт (ползунок) должен обеспечивать надежный электрический контакт
5. Необходимо учитывать нагрев реостата при длительной работе

Соблюдение этих правил обеспечит корректную работу реостата и безопасность электрической цепи.

Расчет параметров реостата для конкретной задачи

Для правильного выбора реостата необходимо рассчитать его основные параметры:

1. Определить требуемый диапазон регулирования тока или напряжения
2. Рассчитать максимальное и минимальное сопротивление реостата
3. Определить максимальный ток, протекающий через реостат
4. Рассчитать мощность, выделяемую на реостате
5. Выбрать тип реостата с подходящими характеристиками

Пример расчета: Для регулировки яркости лампы 12 В, 5 Вт требуется реостат с сопротивлением 0-50 Ом и максимальным током 0,5 А.

Преимущества и недостатки реостатов

Реостаты имеют ряд преимуществ и недостатков по сравнению с другими способами регулировки тока:

Преимущества реостатов:

• Простота конструкции и надежность
• Возможность плавной регулировки
• Высокая перегрузочная способность
• Нечувствительность к помехам

Недостатки реостатов:

• Большие габариты и вес
• Нагрев при работе
• Механический износ подвижных частей
• Низкий КПД из-за потерь энергии

Несмотря на недостатки, реостаты остаются востребованными во многих областях электротехники благодаря своей надежности и простоте.

Альтернативные способы регулировки тока в современной электронике

В современной электронике функции реостатов часто выполняют полупроводниковые устройства:

• Тиристорные регуляторы мощности
• Широтно-импульсные преобразователи
• Транзисторные стабилизаторы тока
• Цифровые потенциометры
• Микроконтроллерные системы управления

Эти устройства обеспечивают более точную регулировку, имеют меньшие габариты и более высокий КПД по сравнению с реостатами. Однако в силовой электротехнике реостаты по-прежнему широко применяются из-за своей надежности и простоты.

Для чего нужен реостат, принцип его работы в цепи. Реостат — что это такое

Назначение реостатов

По своему назначению реостаты делятся на следующие виды:

• пусковые, служащие для снижения пускового тока при запуске электродвигателя;
• пускорегулирующие, использующиеся преимущественно в двигателях постоянного тока, а также при переменном напряжении в случае асинхронного электродвигателя с фазным ротором;
• нагрузочные, создающие сопротивление в электрической цепи;
• балластные, необходимые для поглощения излишков энергии, возникающей например при торможении электродвигателя.

Реостаты применяются и для ограничения тока в обмотке возбуждения электрических машин постоянного тока. Благодаря этому получается добиться снижения скачков электрического тока и динамических перегрузок, способных повредить как сам привод, так и подключенный к нему механизм. Применение сопротивления при пуске продлевает срок службы щеток и коллектора.

Внешний вид ползункового реостата с защитным кожухом

Особым видом реостатов является потенциометр. Это делитель напряжения, в основании которого лежит переменный резистор. Благодаря ему в электронных схемах можно использовать различные напряжения, не используя дополнительные трансформаторы или блоки питания. Регулировка силы тока при помощи реостата широко используется в радиотехнике, например, для изменения громкости звучания динамика.

Изображения реостата на схемах

Когда мы изображаем схему (рисунок электрической цепи), то каждый элемент обозначается определенным символом. Реостат обозначается следующим образом (рис. 3):

Рис. 3. Изображение реостата

Красный прямоугольник соответствует сопротивлению, синий контакт – подводящий к реостату провод, зеленый – скользящий контакт. При таком обозначении легко понять, что при движении ползунка влево сопротивление реостата уменьшится, а при движении вправо – увеличится. Также может использоваться следующее изображение реостата (рис. 4):

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

Прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка – то, что его можно изменять.

Принцип действия

Принцип действия всех реостатов схож. Наиболее простую конструкцию и визуально понятный принцип действия имеет ползунковый реостат. Подключение в цепь его происходит через нижнюю и верхнюю клеммы. Конструкция выполнена таким образом, что ток проходит не поперек витков, а через всю длину провода, выбранную ползунком. Это происходит благодаря надежной изоляции между проводниками.

Положения ползунка

В большинстве положений бегунка задействована лишь часть реостата. При этом изменение длины проводника приводит к регулированию силы тока в цепи. Для уменьшения износа витков ползунок имеет скользящий контакт, часто выполняемый из графитного стержня либо колесика.

Устройство ползункового реостата

Реостат имеет возможность работать в режиме потенциометра. Для этого, выполняя подключение, необходимо задействовать все три клеммы. Две нижние используются в качестве входа. Они подключаются к источнику напряжения. Верхняя и одна из нижних клемм являются выходом. При перемещении ползунка напряжение межу ними регулируется.

Реостат, используемый в качестве делителя напряжения

Помимо потенциометра возможен и балластный режим работы реостата, когда необходимо создать активную нагрузку для потребления энергии. При этом необходимо учитывать какие рассеивающие способности имеет аппарат. Избыточное тепло может вывести прибор из строя, поэтому рекомендуется производить включение реостата в сеть, предварительно выполнив расчет по рассеиваемой мощности и в случае необходимости обеспечить достаточное охлаждение.

Содержание

Ток в обмотке якоря определяется разностью напряжения на зажимах двигателя и противоэлектродвижущей силы U — Е : чем меньше эта разность, тем меньше ток в цепи якоря; с увеличением скорости вращения ротора двигателя растет и противоэлектродвижущая сила, поэтому разность U — Е уменьшается. То есть, его длина максимальная, значит, и сопротивление максимальное, при этом сила тока уменьшилась. Для уменьшения износа витков ползунок имеет скользящий контакт, часто выполняемый из графитного стержня либо колесика. Металлические реостаты с масляным охлаждением обеспечивают увеличение теплоемкости и постоянной времени нагрева за счет большой теплоемкости и хорошей теплопроводности масла.

Устройство ползункового реостата Реостат имеет возможность работать в режиме потенциометра. На неподвижной рейке укреплены соединенные с резисторными элементами неподвижные контакты. Изменяя сопротивление прибора, а, точнее, проводника, можно регулировать величину силы тока и напряжения в сети.

Подключение возможно с помощью клемм, размещенных с обеих сторон трубки. В гидромеханизации, как и на многих других установках, до сего времени эксплуатируются выпускавшиеся ранее, а в настоящее время прекращенные производством маслонаполненные ящики резисторов сопротивлений типа ЯПМ и ящики с чугунными элементами типа ЯС. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала. Тороидальный вид Реостат в виде тора меняет сопротивления практически не создавая разрыва в цепи.

Он включает в свой состав набор ламп накаливания, которые соединены параллельно. Подключение возможно с помощью клемм, размещенных с обеих сторон трубки. В металлах носителями заряда являются свободные электроны, в электролитах — анионы и катионы, а в ионизированных газах — электроны и ионы.

Отличительной особенностью является изменение параметров сети без разрыва цепи. Расчет представленной выше схемы, аналогичен расчету гасящего сопротивления.

Благодаря этому получается добиться снижения скачков электрического тока и динамических перегрузок, способных повредить как сам привод, так и подключенный к нему механизм. Такими материалами являются нихром сплав никеля и хрома , фехраль сплав железа, хрома и алюминия , константан сплав меди и никеля и другие. Резисторы обычно изготовляют из проволоки или ленты, материалом для которых служат сплавы металлов, обладающие высоким удельным сопротивлением константан, никелин, манганин, фехраль. Устройство ползункового реостата Реостат имеет возможность работать в режиме потенциометра. ✅⚡️Как сделать простой регулятор мощности — оборотов. «ШИМ регулятор» Simple PWM ⚡️✅

Виды реостатов

Популярным видом реостатов, применяемых в промышленности и электротранспорте, например, трамваях, является устройство, выполненное в виде тора. Регулирование происходит при вращении ползунка вокруг своей оси. При этом он скользит по обмоткам, расположенным тороидально.

Тороидальный вид

Реостат в виде тора меняет сопротивления практически не создавая разрыва в цепи. В полную противоположность ему выступает рычажный вид. Резисторы расположены на специальной раме, и их выбор происходит при помощи рычага. Любая коммутация сопровождается разрывом контура. Помимо этого в схемах с рычажным реостатом отсутствует возможность плавного регулирования сопротивления. Все переключения приводят к ступенчатым изменениям параметров сети. Дискретность шагов зависит от количества резисторов на раме и диапазона регулирования.

Рычажный вид

Как и рычажные, штепсельные реостаты регулируют сопротивление ступенчато. Отличительной особенностью является изменение параметров сети без разрыва цепи. При нахождении штепселя в перемычке, большая часть тока идет вне сопротивления. Количество возможных вариантов включения зависит от размера магазина. Вытаскиванием штепселя происходит перенаправление тока в резистор.

Штепсельный реостат

К специфичным видам можно отнести ламповые устройства и жидкостные реостаты. В связи с рядом недостатков данные приборы не нашли широкого распространения. Жидкостные реостаты можно встретить лишь в взрывоопасной среде, где они выполняют функции управления двигателем. Ламповые можно встретить в лабораториях и на уроках физики, так как их надежность и точность недостаточны для повсеместного использования.

Общие сведения

Электрическим током называется движение свободных заряженных частиц под воздействием электромагнитного поля. Любое вещество состоит из атомов, которые образуют кристаллическую решетку при помощи ковалентных связей. При протекании электрического тока по проводнику происходит взаимодействие его частиц с узлами кристаллической решетки. Носители заряда обладают кинетической энергией (Ek), которая зависит от массы частицы (m) и ее скорости (V3). Она определяется по формуле: Ek = m * sqr (V3) / 2.

При столкновении частиц с узлами кристаллической решетки происходит полная или частичная передача энергии атому.

Однако энергетический потенциал свободного носителя заряда восстанавливается, поскольку на него постоянно воздействует электромагнитное поле. Процесс взаимодействия частиц с атомами повторяется определенное количество раз, пока не прекратится воздействие электромагнитного поля или частица не пройдет полностью через проводник. Это физическое явление называется электрическим сопротивлением или проводимостью. Последняя величина является обратной сопротивлению. Сопротивление обозначается литерой «R», а проводимость — «G».

Единицей измерения сопротивления является Ом. Рассчитывается при помощи определенных формул или измеряется электронно-измерительным прибором, который называется омметром.

Физическая зависимость

Величина R зависит от количества свободных носителей заряда, число которых определяется исходя из электронной формулы вещества. Ее можно определить из периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. Вещества классифицируются по проводимости следующим образом: проводники, полупроводники и изоляторы (непроводники).

К проводникам относятся все металлы, электролиты и ионизированные газы.

В металлах носителями заряда являются свободные электроны, в электролитах — анионы и катионы, а в ионизированных газах — электроны и ионы. Полупроводники способны проводить электрический ток при определенных условиях. В полупроводниках свободные электроны и дырки являются носителями заряда. Изоляторы или диэлектрики не способны проводить электричество, поскольку в их структуре вообще отсутствуют свободные носители заряда.

Величина, определяющая тип материала и способность его к проводимости, называется удельным сопротивлением (p). Существует и обратная величина относительно удельного сопротивления. Она называется удельной проводимостью (σ) и связана с p следующей формулой: p = 1 / σ. При выполнении расчетов необходимо учитывать зависимость электрического сопротивления материала и от других физических величин или факторов, к которым относятся следующие:

• геометрические составляющие;
• электрические величины;
• температурные показатели.

Эти три группы факторов необходимо учитывать при изготовлении реостатов, резисторов и других элементов резистивной нагрузки. Во время ремонта и проектирования устройств следует также рассматривать все факторы, поскольку неверные расчеты могут привести к выходу радиоаппаратуры из строя.

Вам это будет интересно Особенности измерения в люменах и ваттах

Геометрия материала

К геометрии проводника (полупроводника) относятся его длина (L) и площадь поперечного сечения (S). Величину S можно вычислить по абстрактному алгоритму, который подойдет для всех форм проводников и полупроводников. Он имеет следующий вид:

1. Визуально определить форму фигуры поперечного сечения (окружность, прямоугольник или квадрат).
2. Найти в справочной литературе или интернете формулу поиска площади поперечного сечения фигуры.
3. Измерить необходимые геометрические параметры (например, диаметр) и подставить их в формулу.
4. Произвести математические вычисления.

Если проводник является многожильным (состоит из множества проводников), то следует вычислить площадь сечения одного проводника, а затем произвести ее умножение на количество проводников. Исходя из всего, можно вывести зависимость величины сопротивления от типа вещества, длины и площади сечения проводника: R = p * L / S.

Физический смысл зависимости следующий: электрический ток движется по проводнику, тип которого определяется параметром р, и его частицы проходят через определенную длину L с сечением S (при малой площади сечения происходят более частые столкновения электронов с узлами кристаллической решетки).

Однако геометрические параметры — не единственные факторы, влияющие на значение проводимости материала.

Влияние параметров электричества

Для того чтобы учитывать влияние силы тока и напряжения на R, следует обратить внимание на закон Ома. У него существует две формулировки, применяемые для расчетов: для полной цепи или ее участка. Закон Ома для полной цепи показывает зависимость величины тока (i) от электродвижущей силы (e) и величины R, состоящей из суммы внутреннего (Rвнут) и внешнего (Rвнеш) сопротивлений.

Переменная Rвнут является внутренним сопротивлением источника питания (генератора, аккумулятора, трансформатора и т. д. ). Rвнеш — сопротивление всех потребителей электрической энергии и соединительных проводов. Закон Ома для полной цепи связывает все эти величины таким соотношением: i = e / (Rвнеш + Rвнут). Величина Rвнеш определяется по формуле: Rвнеш = (e / i) — Rвнут.

Для участка цепи соотношение для нахождения сопротивления упрощено, поскольку не учитывается ЭДС и Rвнут. Этот закон показывает прямо пропорциональную зависимость силы тока (I) от напряжения (U), а также обратно пропорциональную от величины сопротивления R: I = U / R. В некоторых случаях для точных вычислений этих факторов может быть недостаточно, поскольку существует еще одна зависимость — температурные показатели материала.

Влияние температуры на проводимость

Удельное сопротивление влияет на проводимость материала, однако оно зависит от температуры. Для доказательства этой гипотезы нужно собрать электрическую цепь, состоящую из следующих компонентов: лампы накаливания, источника питания (12 В), куска нихромовой проволоки и амперметра. Источник питания можно подобрать любой.

Вам это будет интересно Как провести замер сопротивления изоляции

Важно чтобы величина напряжения не была выше, чем номинальное значение разности потенциалов лампы, т. е. аккумулятор 12 В, и лампа тоже должна быть на 12 В. Элементы цепи соединяются последовательно. Кусок проволоки рекомендуется разместить на огнеупорном кирпиче, поскольку, при протекании электротока через нихром, произойдет его нагревание.

Амперметр нужен для мониторинга значений силы тока, которые будут изменяться с течением времени. Лампа является световым «сигнализатором», позволяющим визуально наблюдать за увеличением сопротивления. Яркость ее свечения будет постепенно угасать. При протекании тока по цепи происходит визуальное подтверждение закона Ома для участка цепи. При увеличении R ток уменьшается. Зависимость удельного сопротивления р зависит от следующих переменных величин:

1. Табличного значения удельного сопротивления (р0), рассчитанного при температуре +20 градусов по шкале Цельсия.
2. Температурного коэффициента «а», который для металлов считается больше 0 (а > 0), а для электролитов — меньше 0 (a < 0).

Табличное значение р0 можно выяснить из специальных электротехнических справочников или из интернета. Описывается зависимость р от температуры таким соотношением: p = p0 * [1 + a * (t — 20)]. Можно при необходимости произвести подстановку р в формулу зависимости R от длины и сечения: R = p0 * [1 + a * (t — 20)] * L / S.

Не имеет смысла выполнять точные расчеты сопротивления, но эти особенности следует учитывать при изготовлении и ремонте различных устройств.

Сопротивление нужно измерять омметром, однако радиолюбители-профессионалы рекомендуют использовать мультиметр. Он является комбинированным и позволяет измерять не только сопротивление, а также величину тока и напряжения. Существуют модели, которые могут измерять частоту, проверять полупроводниковые приборы и т. д.

Конструктивные особенности

По материалу изготовления разделяют реостаты:

• металлические, получившие наибольшее распространение;
• керамические, наиболее часто используемые при небольших мощностях;
• угольные, до сих пор используемые в промышленности;
• жидкостные, обеспечивающие максимально плавное регулирование.

Отвод тепла может быть как воздушным, так и водяным или масляным. Жидкостное охлаждение применяется при невозможности рассеять тепло с поверхности резистора. Для повышения теплоотдачи может использоваться радиатор с вентилятором.

Устройство реостата

Устройство реостата для опытного физика не вызывает трудностей и представляет собой керамический полый цилиндр с металлической обмоткой, концы которой выведены на специальные контакты, получившие название клеммы, расположенные с обеих сторон керамического цилиндра. В качестве обмотки применяется материал, обладающий большим удельным сопротивлением, за счет этого даже небольшое изменение длины отражает изменение и сопротивления. Вдоль цилиндра расположен металлический шланг, на котором закреплен движущийся контакт, который получил название ползунок.

Керамический цилиндр внутри пуст для того, чтобы происходило охлаждение прибора при прохождении через него электроэнергии. Для безопасности ряд приборов имеют специальный кожух, скрывающий все внутренности механизма.

Датчики, основанные на реостатах

Между положением ползунка реостата, его сопротивлением, силой тока в цепи и напряжением существуют прямые зависимости. Эти особенности лежат в основе датчика угла поворота. Каждому положению ротора в таком устройстве соответствует определенная электрическая величина.

Постепенно такие датчики вытесняются магнитными и оптическими аппаратами. Связанно это с тем что характеристика зависимости угла и сопротивления, помехонеустойчива от влияния температурного воздействия. Также свою долю в вытеснение реостатных датчиков вносит переход к цифровым системам. Резистивные измерители можно встретить только в схемах, использующих аналоговые сигналы.

Определение и виды

Итак, реостат — это аппарат, состоящий из нескольких резисторов и устройства, при помощи которого регулируется сопротивление всех включенных резисторов.

Виды реостатов зависят от их назначения:

• Бывают пусковые реостаты тока, которые служат для запуска электродвигателей переменного или же
• Пускорегулирующий реостат нужен для запуска частоты вращения электрических двигателей с постоянным током и ее регулирования.
• Балластный или нагрузочный реостат — электрический аппарат для поглощения энергии, нужной при регулировании нагрузки генератора или же при проверке этого генератора.
• Реостат возбуждения необходим для того, чтобы регулировать ток, находящийся в обмотках электрических машин переменного либо постоянного тока.

Металлические реостаты

Что такое реостат из металла? Это элемент, имеющий воздушный тип охлаждения. Такие реостаты наиболее распространены, так как их наиболее легко можно приспособить к самым разным рабочим условиям. Это относится как к тепловым и электрическим характеристикам, так и к параметрам конструкции. Они могут изготавливаться со ступенчатым или непрерывным типом изменения сопротивления.

Переключатель является плоским. В нем есть подвижный контакт, который скользит по контактам неподвижным в одной и той же плоскости. Те контакты, которые не двигаются, выполнены в форме болтов, имеющих плоские головки цилиндрического или полусферического типа в форме пластин либо шин, которые расположены по дуге в один ряд или два. Тот контакт, который двигается, называется щеткой. Он может быть рычажным или мостиковым по своему типу выполнения.

Еще есть разделение на самоустанавливающийся и несамоустанавливающийся. Последний вариант по конструкции проще, но, так как контакт часто нарушается, он не является надежным в использовании. Самоустанавливающийся подвижный контакт обеспечивает необходимую степень нажатия и в эксплуатации более надежен. Именно поэтому такой вид наиболее распространен.

Реостаты | 8 класс | Физика

Содержание

Когда мы собираем электрическую цепь и замыкаем ее, возникает электрический ток. Его характеризует величина, называемая силой тока. При последовательном соединении элементов она будет одинакова на всех участках цепи ($I = I_1 = I_2 = … = I_n$), а при параллельном — разветвляться ($I = I_1 + I_2 + … + I_n$). Но мы не можем изменить величину силы тока в цепи или на ее участке, не поменяв проводники или источник тока.

Тем не менее при проведении экспериментов было бы удобно иметь возможность изменять силу тока в цепи и следить за изменениями, которые при этом будут происходить. Также это удобно в различных электрических приборах и устройствах. Например, регулируя громкость звука аудиоустройств, мы меняем силу тока в их динамиках. Изменяя силу тока в электродвигателе швейной машинки, мы можем регулировать скорость его вращения.

В большинстве случаев для изменения силы тока в цепи используется специальный прибор — реостат. Именно об этом приборе мы и поговорим на данном уроке. Мы рассмотрим его устройство и действие, правила подключения в цепь.

Устройство простейшего реостата

Чтобы понять принцип работы любого реостата, рассмотрим самый простейший из них.

Для этого возьмем проволоку с достаточно большим удельным сопротивлением (например, нихромовую). Подключим ее последовательно в цепь, состоящую из источника тока, ключа и амперметра. Сделаем это, используя контакты A и B (рисунок 1).

Рисунок 1. Простейший реостат — проволока с большим удельным сопротивлением

Мы можем передвигать один из контактов — B. С помощью него мы можем изменять длину включенного в цепь участка проволоки AB. Другой участок проволоки при этом включен в цепь не будет.

При изменении длины участка AB будет изменяться сопротивление всей цепи. Каким образом?

Изменяя длину включенного в цепь участка проволоки, мы изменяем его сопротивление ($R = \frac{\rho l}{S}$). Будет изменяться и общее сопротивление цепи, а следовательно, и сила тока в ней.

{"questions":[{"content":"Действие реостата основано на изменении[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["длины проводника, включенного в цепь","поперечного сечения проводника, включенного в цепь","типа соединения элементов в цепи"],"explanations":["Изменяя длину проводника, мы изменяем его сопротивление,  а также общее сопротивление цепи. Из-за этого изменяется и сила тока.","",""],"answer":[0]}}}]}

Ползунковый реостат

Те реостаты, которые применяются на практике, имеют более удобную и компактную форму. Они также содержат в своей основе проволоку с большим удельным сопротивлением. 

Почему в реостатах используют проволоку с большим сопротивлением?
Взглянем еще раз на формулу для расчета сопротивления проводника: $R = \frac{\rho l}{S}$. Если у нас будет проводник с малым удельным сопротивлением, то он должен быть очень длинным. Это не всегда удобно при изготовлении реостатов.

При проведении лабораторных работ вы чаще всего будете использовать ползунковый реостат (рисунок 2).

Рисунок 2. Ползунковый реостат

Как устроен ползунковый реостат?
В этом реостате стальная проволока 1 намотана на керамический цилиндр. То есть сам цилиндр проводить ток не будет, так как он сделан из диэлектрика. Сама проволока тоже покрыта диэлектриком — окалиной. Это сделано для того, чтобы витки были изолированы друг от друга.

Над такой обмоткой расположен металлический стержень 2. К нему крепится ползунок 3, который своими контактами 4 прижат к обмотке. Этот ползунок мы можем передвигать.

Когда мы его передвигаем, слой окалины на проволоке стирается, и ток проходит через ползунок и металлический стержень.

Реостат имеет две клеммы. Одна находится на конце металлического стержня (клемма 5), а вторая соединена с одним из концов обмотки и расположена на корпусе реостата (клемма 6). С помощью этих клемм реостат включают в цепь.

{"questions":[{"content":"Какой элемент реостата мы можем передвигать?[[choice-8]]","widgets":{"choice-8":{"type":"choice","options":["Обмотку","Ползунок","металлический стержень","окалину"],"answer":[1]}}}]}

Использование реостата

При перемещении ползунка по стержню будет изменяться сопротивление всего реостата. То есть ползунок дает нам возможность увеличивать или уменьшать сопротивление цепи. Изменяя сопротивление, мы будем изменять и силу тока в цепи.

Передвигая ползунок и сокращая длину включенной в цепь обмотки, мы увеличим силу тока в цепи ($I = \frac{U}{R}$). Передвигая ползунок в другую сторону, мы увеличим длину подключенной обмотки и, наоборот, уменьшим силу тока.

Каждый реостат рассчитан на определенное сопротивление и на наибольшую допустимую силу тока. Эти значения указываются на самом приборе.

Превышать максимально допустимое значение силы тока не рекомендуется. Обмотка может очень сильно нагреться, иногда даже раскалиться. В такой ситуации реостат может перегореть — выйти из строя.

Как на схемах электрических цепей изображают реостат?
Реостаты имеют свой условный знак для обозначения на схемах электрической цепи (рисунок 3). Это обозначение ясно дает понять, в какую сторону нужно передвигать ползунок реостата, чтобы увеличить сопротивление в цепи (вправо).

Рисунок 3. Условный знак для обозначения ползункового реостата на схеме электрической цепи

Реже вы можете встретить другое обозначение реостата (рисунок 4).

Рисунок 4. Дополнительный условный знак для обозначения реостата на схеме электрической цепи

{"questions":[{"content":"В какую сторону нужно передвинуть ползунок реостата, изображенного на рисунке 3, чтобы уменьшить силу тока в цепи?[[choice-12]]","widgets":{"choice-12":{"type":"choice","options":["В правую","В левую","В любую"],"explanations":["Если мы передвинем ползунок вправо, то увеличим сопротивление.  При этом сила тока в цепи уменьшится.","",""],"answer":[0]}}}]}

Подключение реостата в электрическую цепь

Реостат включается в электрическую цепь последовательно. Пример такой цепи с подсоединенным реостатом изображен на схеме (рисунок 5).

Рисунок 5. Подключение реостата в электрическую цепь

Зажимы 1 и 2 подключаются к источнику тока. Им может быть как аккумулятор или гальванический элемент, так и розетка.

Если мы увеличим сопротивление реостата, то накал лампочки (на рисунке 4) уменьшится. Значит, сила тока тоже уменьшится. И, наоборот, при уменьшении сопротивления реостата лампочка будет гореть ярче. 

Такой способ довольно часто используют в выключателях для регулировки интенсивности освещения.

{"questions":[{"content":"Реостат включается в электрическую цепь[[choice-16]]","widgets":{"choice-16":{"type":"choice","options":["последовательно","параллельно","любым способом"],"answer":[0]}}}]}

Путь тока по реостату, включенному в цепь

На рисунке 6 показан путь тока по реостату, если клеммы 1 и 2 подключены в цепь. Электрический ток проходит по обмотке реостата, потом через скользящий контакт ползунка он проходит по металлическому стержню и снова попадает в электрическую цепь.

Рисунок 6. Путь тока по реостату

Упражнения

Упражнение №1

На рисунке 7 изображен реостат, с помощью которого можно менять сопротивление в цепи не плавно, а ступенями — скачками. Рассмотрите рисунок и по нему опишите, как действует такой реостат.

Рисунок 7. Рычажный реостат

Такой реостат называется рычажным. В нижней его части расположен специальный рычаг, с помощью которого можно включать в цепь разное количество проводников (спиралей), соединенных последовательно друг с другом. От количества включенных в цепь спиралей будет зависеть их суммарное сопротивление и, следовательно, сила тока в цепи.

Упражнение №2

Если каждая спираль реостата (рисунок 7) имеет сопротивление, равное $3 \space Ом$, то какое сопротивление будет введено в цепь при положении переключателя, изображенном на рисунке? Куда надо поставить переключатель, чтобы с помощью этого реостата увеличить сопротивление цепи еще на $18 \space Ом$?

Спирали (проводники) соединены последовательно. Значит, суммарное сопротивление будет рассчитывать по формуле: $R = R_1 + R_2 + … + R_n$.

Посмотрим, сколько проводников включены в цепь при положении рычага на рисунке 7. В цепь включены 4 спирали (рисунок 8).

Рисунок 8. Ход тока по спиралям рычажного реостата, включенным в цепь

Так как сопротивление каждой спирали равно $3 \space Ом$, мы можем записать:
$R = 3 \space Ом + 3 \space Ом + 3 \space Ом + 3 \space Ом = 3 \space Ом \cdot 4 = 12 \space Ом$.
Значит, в цепь будет введено сопротивление, равное $12 \space Ом$.

Чтобы ответить на второй вопрос, определим количество спиралей, которые дадут сопротивление в $18 \space Ом$:
$n = \frac{R}{R_1} = \frac{18 \space Ом}{3 \space Ом} = 6$.

Посмотрим на рисунок 7 или 8. Чтобы включить в цепь еще 6 спиралей, нужно передвинуть рычаг в крайнее правое положение (рисунок 9).

Рисунок 9. Искомое положение рычага реостата

Упражнение №3

В цепь включены: источник тока, ключ, электрическая лампа и ползунковый реостат. 2}{м}} = \frac{60 \space м}{0.4} = 150 \space м$.

Получается, что для изготовления реостата на $20 \space Ом$ потребуется $150 \space м$ никелиновой проволоки.

Ответ: $l = 150 \space м$.

Реостаты, реостаты Ohmite, реостаты 1500 Вт, 500 Вт и 50 Вт

Показать только в наличии

Регулировка и контроль силы тока в электрической цепи с помощью реостата. Эти переменные резисторы используются для управления током без прерывания потока, что делает их полезным дополнением к цепи.

Если вам нужен переключатель реостата или вы ищете определенное напряжение, например, 12-вольтовый вариант, выберите один из реостатов в RS. У нас представлена ​​качественная продукция от ведущих производителей.

Чтобы узнать больше о реостатах, читайте дальше.

Что такое реостаты?

Реостат представляет собой переменный резистор, который используется там, где необходимо регулировать ток в электрической цепи. Эта регулировка тока, протекающего по цепи, осуществляется без прерывания подачи питания. Они представляют собой обычный электромеханический переменный резистор, и во время работы значение омического сопротивления регулируется пользователем вручную.

Как работают реостаты?

По своей конструкции реостаты во многом схожи с потенциометром, который представляет собой переменный резистор другого типа. Однако, в отличие от потенциометра, который имеет три вывода, реостат использует два вывода.

Первая из этих клемм или соединений предназначена для резистивной полосы, а другая клемма предназначена для скользящего контакта. В большинстве реостатов нет третьей клеммы, и даже если третья присутствует, используются только две.

Как и в случае с потенциометрами, движок (или ползунок) перемещается по резистивной полосе, и это изменяет сопротивление. Реостаты обычно представляют собой резисторы с проволочной обмоткой, изготовленные из катушки проволоки или тонкой углеродной пленки. Этот резистивный провод намотан вокруг керамического сердечника, обеспечивающего изоляцию. Стеклоочиститель скользит по этим обмоткам.

Типы реостатов

Существует два типа реостатов:

• Поворотные

Поворотные реостаты часто называют круглыми реостатами. Здесь резистивный элемент выглядит как круг или имеет круглую форму. Следуя этой форме, стеклоочиститель вращается. Это более распространенный тип реостата, и его часто предпочитают линейным вариантам, поскольку они более компактны.

• Линейный

Линейные реостаты из-за их формы часто называют цилиндрическими реостатами. Здесь стеклоочиститель движется линейно.

В чем разница между реостатом и потенциометром?

Между реостатами и потенциометрами много общего. Оба они являются переменными резисторами и имеют схожую форму и функциональные возможности. Но различия должны быть выделены, чтобы знать, какие из двух необходимы для работы.

Мы уже упоминали, что реостаты представляют собой двухвыводные переменные резисторы. В отличие от потенциометров, которые контролируют напряжение, они регулируют ток. Они часто используются для управления более высокими токами, потому что наличие на одну клемму меньше означает, что они более механически прочны, особенно при подключении к печатной плате (PCB).

Еще одно основное различие между ними состоит в том, что реостат предлагает только линейный конус. Потенциометры могут иметь линейную или логарифмическую конусность.

Где используются реостаты?

Хотя для большинства применений требуется поворотный реостат, линейные реостаты часто используются в лабораториях. Реостаты — в основном поворотные реостаты — используются там, где необходимо высокое напряжение. Например, их часто можно найти в цепях, где необходимо изменить интенсивность света. Увеличение сопротивления реостата уменьшит электрический ток, протекающий к лампочке, уменьшая интенсивность света.

Они также используются для повышения или понижения скорости электродвигателя, обогревателей и печей. Это делает их полезными в кулинарии и на кухне.

Почему именно RS для ваших реостатов?

В RS имеется ряд реостатов, разработанных для того, чтобы помочь вам успешно контролировать ток, протекающий в цепи.

Мы являемся ведущим авторизованным дистрибьютором в Северной Америке и предлагаем реостаты ведущих производителей, включая Ohmite, TE Connectivity и Vishay Dale.

Если у вас есть какие-либо вопросы, наша команда готова помочь. Свяжитесь с нами, и мы расскажем вам о продуктах. Вы также можете получить совет в нашем экспертном центре контента.

Вы можете сравнивать не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 100 Ом, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,5 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель № по каталогу: RHS100E

Номер по каталогу RS: 70022460

В наличии: 224

+1 $86,31 / шт.

+5 $81,69 / шт.

+100 $77,54 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнивать не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 1 кОм, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,155 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель № по каталогу: RHS1K0E

Номер по каталогу RS: 70022466

В наличии: 245

+1 $89,37 / шт.

+5 $84,59 / шт.

+100 $80,28 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 5 кОм, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,07 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель № по каталогу: RHS5K0E

Номер по каталогу RS: 70022480

В наличии: 227

+1 $89,37 / шт.

+5 $84,59 / шт.

+100 $80,28 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 10 Ом, Pwr-Rtg 100 Вт, Cur-Rtg 3,16 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Деталь №: RKS10RE

RS Stk №: 70022510

В наличии: 39

+1 155,97 долларов США / шт.

+5 $147,61 / шт.

+100 140,10 долларов США / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 1 кОм, Pwr-Rtg 50 Вт, Cur-Rtg 0,224 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель Артикул №: RJS1K0E

Номер по каталогу RS: 70022490

В наличии: 260

+1 $103,59 / шт.

+5 $98,04 / шт.

+100 $93,05 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 500 Ом, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,222 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Номер по каталогу: RHS500E

Номер по каталогу RS: 70022478

В наличии: 715

+1 $86,31 / шт.

+5 $81,69 / шт.

+100 $77,54 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 175 Ом, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,375 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Номер по каталогу: RHS175E

Номер по каталогу RS: 70022465

В наличии: 178

+1 91,27 доллара США / шт.

+5 $86,39 / шт.

+100 $81,99 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 25 Ом, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 1 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель Деталь №: RHS25RE

RS Stk №: 70022471

В наличии: 14
При заказе: 250

+1 $86,31 / шт.

+5 $81,69 / шт.

+100 $77,54 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, остальные 50 Ом, Pwr-Rtg 50 W, Cur-Rtg 1 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель Деталь №: RJS50RE

RS Stk №: 70022502

В наличии: 84

+1 103,52 доллара США / шт.

+5 $ 97,97 / шт.

+100 $92,99 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, остальные 5 кОм, проволочный, Pwr-Rtg 25 Вт, панель, открытый сердечник, Tol 10%

Производитель Деталь №: RHL5K0E

RS Stk №: 70024760

В наличии: 21

+1 104,28 доллара США / шт.

+5 $98,70 / шт.

+100 $93,68 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 250 Ом, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,316 A, Выступ, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Номер по каталогу: RHS250E

Номер по каталогу RS: 70022469

В наличии: 103

+1 $86,31 / шт.

+5 $81,69/ шт.

+100 $77,54 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 5 кОм, Pwr-Rtg 100 Вт, Cur-Rtg 0,141 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель Деталь №: RKS5K0E

RS Stk №: 70022519

В наличии: 44

+1 $174,06 / шт.

+5 164,74 доллара США / шт.

+100 $156,36 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 10 кОм, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,05 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Номер по каталогу: RHS10KE

Номер по каталогу RS: 70022461

В наличии: 263

+1 $96,88 / шт.

+5 $91,70 / шт.

+100 $87,03 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 75 Ом, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,575 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Номер по каталогу: RHS75RE

Номер по каталогу RS: 70022483

В наличии: 114

+1 $86,31 / шт.

+5 $81,70 / шт.

+100 $77,54 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 1 Ом, Pwr-Rtg 50 Вт, Cur-Rtg 7,07 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель Артикул №: RJS1R0E

Номер по каталогу RS: 70022491

В наличии: 99

+1 122,12 доллара США / шт.

+5 115,58 долларов США / шт.

+100 $109,71 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 100 Ом, Pwr-Rtg 12,5 Вт, Cur-Rtg 0,36 A, Наконечник, Вал 0,125 дюйма, Открытый

Производитель Деталь №: RES100E

RS Stk №: 70022440

В наличии: 13

+1 $74,88 / шт.

+5 $70,87 / шт.

+100 $67,27 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 2,5 кОм, Pwr-Rtg 25 Вт, Cur-Rtg 0,1 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Деталь №: RHS2K5E

Номер по каталогу RS: 70022472

В наличии: 79

+1 $93,55 / шт.

+5 $88,54 / шт.

+100 $84,03 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 10 кОм, Pwr-Rtg 150 Вт, Cur-Rtg 0,122 A, Наконечник, Вал 0,25 дюйма, Открытый

Производитель Номер по каталогу: RLS10KE

Номер по каталогу RS: 70022523

В наличии: 7
При заказе: 10

+1 $264,60 / шт.

+5 250,42 доллара США / шт.

+100 237,69 долларов США / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 1 Ом, Pwr-Rtg 300 Вт, Cur-Rtg 17,32 A, проушина, вал 0,375 дюйма, открытый

Производитель Деталь №: RNS1R0E

RS Stk №: 70022537

В наличии: 55

+1 517,67 долларов США / шт.

+5 489,94 долларов США / шт.

+100 $465,03 / шт.

0 сейчас в корзине

Ошибка при обновлении корзины

Вы можете сравнить не более 5 предметов.

Омит
Реостат, WW, Остальное 1 кОм, Pwr-Rtg 100 Вт, Cur-Rtg 0,316 A, проушина, вал 0,25 дюйма, открытый

Производитель Деталь №: RKS1K0E

RS Stk №: 70022511

В наличии: 48

+1 $174,06 / шт.

+5 164,74 доллара США / шт.